2010-10-30
說 明
人們對於過濾工藝的認識,亦是逐步提高的。從慢濾池到普通砂濾池,雙向流濾池,雙(多)層濾料濾池,混合濾池,這一過程大大提高瞭(le)處理水量。在濾池結構上,創造瞭(le)雙閥濾池、無閥濾池、虹吸濾他及節能型移動沖洗罩濾池,其形式的發展與認識的深入是以實踐經驗爲基礎的,同時受到各種理論模式的驗證。目前,随著(zhe)原水水質的惡化,濾後水質的提高,過濾工藝(子系統)在整個淨水工藝系統中,自身也在不斷的完善與發展。過濾是水廠淨水工藝的主要關鍵環節,濾池運行狀态的好壞将直接影響懸浮固體、濁度、細菌、病毒等的去除率,也直接影響出水水質的提高 V型濾池是由法國德利滿公司首創的專利技術,由於其截污量大,沖洗效果好等明顯優勢,近年來在我國新建的大、中水廠大都採用瞭(le)這種濾水工藝,特别是廣東省新建的淨水廠幾乎都採用瞭(le)V型濾池
1.目的爲使污水處理工藝在受控的條件下得以有效控制和管理,保證生産過程的有效性,特制訂本規程。V型濾池是均質濾料和氣水反沖洗濾池的結合體,屬快濾池的一種其優點是石英砂濾料粒徑比較均勻、濾層厚、濾層吸附能力較強;以氣水沖洗代替單獨水沖洗, 利用氣泡的振動形成對濾料的搓洗,從而去除濾料截留物。與其它濾料相比,在同樣的濾速下,過濾周期長,氣水反沖洗有著(zhe)許多優點,除瞭(le)節省水外,還可較好地消除濾層中結成的泥球,達到極佳的沖洗效果,以提高濾層的過濾性能 濾池的設計參數如下表:
項目 設計參(cān)數 設計濾速 V=8m/h 濾池有效面積 S=10×[2×(3.5×15)]=1050m2 石英砂濾料 D=0.95 ~ 1.35mmH=1.10m 承托層(céng) D=4~8 mmH=5mm 小阻力配水系統 濾闆+長柄濾頭,濾頭個數n=56個/m2反沖洗強度
和時間(jiān) 氣沖(chōng)3min氣沖(chōng)強度14L/m2·s
氣(qì)水沖(chōng)5min氣(qì)沖(chōng):7L/m2·s水沖(chōng):2.1L/m2·s
氣沖(chōng)5min氣沖(chōng)強度4.2L/m2·s 掃洗強度 Q=1.1 L/m2·s 過(guò)濾周期 T=36~48h
目前國内水廠對V型濾池氣水反沖洗技術的應用還存在一些技術問題,主要是反沖洗強度控制不适合,沖洗曆時選擇不當等,而且要求濾層不發生明顯的膨脹現象,保證膨脹率小於(yú)10%.V型濾池通常的氣水反沖洗設計參(cān)數爲氣沖洗強度爲13.9—16.6L/m2/s;水沖洗強度爲3.6—4.16L/m2/s. 工藝規程基本要求
1. 在工藝過(guò)程和結果的監控中,所要求的進水、出水化驗分析項目、指标及結論由化驗室記(jì)錄在。
2. 在工藝過程和結果的監控中,所要求的儀表指示值由運行人員在本規程規定時間從現場(chǎng)儀表讀取瞬時值並(bìng)記錄在相應工藝記錄表格中。
3. 在工藝過(guò)程和結果的監控中,本規(guī)程所要求的其它項目由相應人員按要求記錄在指定表格中。
工藝調(diào)整 出現以下情況時,應進行工藝調(diào)整(1) 工藝過程和結果中出現瞭(le)不合格品時;
(2) 關(guān)鍵工藝設備(bèi)出現故障超過本規程允許限度,影響工藝有效性時;
(3) 有特殊要求時(shí);
(4) 工藝過(guò)程出現明顯異常時(shí);
(5) 停電時 工藝調整應填報(bào)《工藝調整單》按要求調整並(bìng)作好記錄。工藝設備的啓停、工況調整、備用設備更換等操作由運行人員按《設備操作規程》執行。
工藝(yì)規(guī)程一、作用及組成
1、作用:2、組成:
二、控制
1、運行:門控制分手動和電動,手動時通過驅動裝置上手輪開啓和關閉(bì)。電動時通過控制,動離合。通常採(cǎi)用電動,電動故障或停電時可採(cǎi)用手動。
2、工藝控制:開度根據需要量確(què)定,原則上根據調(diào)節開度。
開(kāi)度一、作用及組(zǔ)成1、作用:2、組(zǔ)成:二、控制
1、運行:電(diàn)動時通過控制,動離合。通常採(cǎi)用電(diàn)動,電(diàn)動故障或停電(diàn)時可採(cǎi)用手動。
2、工藝(yì)控制:工藝(yì)規(guī)程一、組成
V型濾(lǜ)池的半池剖面如上圖(tú)
該廠(chǎng)的V型濾池共有四個池體,分别爲1#、2#、3#、4#濾池。每個池體大小規格是一樣的。每個池體具體包括一個電動和兩個手動共計三個進水閥門、一個電動出水閥門、一個電動反沖(chōng)洗進水閥門、一個電動反沖(chōng)洗出水閥門、一個電動反沖(chōng)洗進氣閥門和一個電動反沖(chōng)洗排氣閥門。另外集水渠有個手動放空管和每個池子包括一個手動放空管及反沖(chōng)洗排水渠有個人孔。
除此之外還有附屬結構,包括加藥間、反沖(chōng)洗泵間和反沖(chōng)洗風(fēng)機房。
二、日常操作
1、、、濾速是濾池設計的一個基本參數,也是決定濾池單位時間單位面積産水量從而決定濾池造價的一個重要指标。降低濾速,有利於降低濾後水濁度,延長過濾周期。當濾速較高時,濾層水頭損失的增長較快,過濾周期縮短。採用低濾速雖然濾後水水質較好,但過濾面積必然因此而增大,濾池造價必然增加。影響常規過濾的因素很多,其中助濾劑、濾速和L/d比值L爲濾層厚度,d爲濾料粒徑),被認爲對過濾性能影響較大。投加助濾劑對改善濾後水水質的突出作用主要是因爲高分子聚合物以各
一、已知條件:
立方米/日
設計水量爲:
Q=立方米/秒
米/時
分鍾
表面掃洗強度
升/秒*平方米
第一階段
氣沖洗強度15升/秒*平方米
分鍾
第二階段
水沖洗強度5升/秒*平方米
第三階段
水沖洗強度5升/秒*平方米
升/秒*平方米
小時
二、設計計算
1、濾池工作時間:
濾池24小時連續工作,其有效工作時間爲:
T=24-t*2/60=2、濾池面積
濾池總面積
F=Q/(V*T)=平方米
f'=3、單池平面尺寸:
L=B=4、校核強制濾速:
V實際=米/小時
一格反沖洗時
V強制=一格檢修,一格反沖洗時:
5、濾池高度
濾闆厚100毫米(混凝土)
承托層厚度
粒徑0.9~1.3毫米
進水渠到濾池内的水頭損失取
濾池底到水面的高度
濾池總高度
H=6、配水系統
配水系統採用小阻力配水系統(濾頭),每平方米濾闆配濾頭
共計
沖洗水通過濾頭水頭損失爲0.23米。
濾闆平面尺寸:
予埋d=mm
ABS管
7、洗砂排水槽
單槽排水量
q0=升/秒
8、濾池各種管渠水力計算
(1)、濾池分二組,每組進水渠分二條,每條進水渠設計流量爲:
採用進水渠寬
則進水渠流速爲
米/秒
(2)、進入每個濾池的孔口計算
進入每個濾池的流量
進入孔口的流速採用
孔口面積爲
平方米
反沖洗總水量
孔口尺寸採用
孔口流速爲
反沖洗流量
查水力計算表流速
損失
反沖洗空氣流量
採用總管DN400鋼管
空氣管中流速
單台風機出氣管
流速
m/s
從濾池到清水池水頭損失
一個進水口
£=一個三通
一個蝶閥
一個90°彎頭
一個漸擴管
管長
L=管件總水頭損失
h1=管路沿線總水頭損失
h2=管路總水頭損失
h=選用3台反沖洗水泵,2用1備,單台反沖洗強度2.5升/秒*平方米
已知條件:
濾池單格面積:
反沖洗強度
設計計算:
立方米/小時
揚程:
2用1備
設吸水管管徑爲
流速爲
反沖洗泵房内設廠區給水泵:
採用自控變頻恒壓供水設備型号WHG-50-0.4
Q=50m3/h H=50m
配套水泵50LG*2,單台功率5.5KW
升/秒*平方米。
立方米/分
氣量
2058X750
選三葉羅茨風機:
BH250 Q=42m3/min
軸功率N=47.7KW P=0.05MPa r=1000rpm
全無油潤滑空氣壓縮機2台(1用1備),用做控制氣動閥門的氣源
WW-0.8/1.0
流量
m3/min
排氣壓力
MPa
驅動機轉速
rpm
驅動機功率
Kw
外型尺寸
1520*680*1100
鼓風機房高度計算
鼓風機房採用手動單梁懸挂起重機
1、鼓風機+進口消音器高度
2、吊鈎至棚頂
3、起重繩的垂直長度0.8(E+F)
梁下總高度
鼓風機房採用手動單梁起重機
規模:Q=50000萬立方米/日(分兩個系統)
反沖洗曆時4分鍾
超高
平方米
升/秒*平方米
考慮濾池反沖洗水量占總水量的=濾池採用8格對稱布置,單格面積:
分鍾
採用DN900總出水管
採用DN600管進入清水池
採用DN500鋼管
單池設計水量=米
根據公式
堰上水頭取0.08米。
堰長b=阻力系數
流速=局部水頭損失=m
底部反沖洗室高度爲800毫米
砂層上水深1250毫米
採用1個大孔,2個小孔進水
小孔面積
大孔面積
小孔尺寸=大孔尺寸=濾池出水渠堰高的計算
堰上水頭取0.15米。
濾池溢流水量=溢流堰長=堰上水頭取0.10米。
用1備
吸水池按
格濾池的沖洗水量考慮
單格濾池面積=濾池水沖洗時間=反沖洗曆時6分鍾
吸水池的容積=米3
現吸水池的尺寸 長
水深
吸水池實際容積=實際吸水池的容積滿足兩格濾池沖洗的水量。
設計水量=揚程的計算
反沖洗水泵的揚程 H=H0+h1+h2+h3+h4+h5=H0:洗砂排水槽頂與反沖洗泵吸水池最低水位差
h1:反沖洗泵壓水管的沿程與局部水頭損失
h2:配水系統水頭損失
h3:承托層水頭損失
h4:濾層水頭損失
h5:富裕水頭1-2米
發沖洗泵吸水池最低水位
反沖洗泵壓水管流速=壓水管管長=反沖洗泵輸水管流速=輸水管管長=壓水管管徑爲
輸水管管徑
管徑
壓水管沿程水頭損失
輸水管沿程水頭損失
總沿程水頭損失=序号
名稱
流速(m/s)
局阻
局損
進口
異徑管
止回閥
電動蝶閥
手動蝶閥
異形彎頭
壓水管局部水頭損失
異徑三通
4個90°彎頭
2個45°彎頭
2個四通
等徑三通
輸水管局部水頭損失
總局部水頭損失=取
H1:承托層厚度
q
1、V型濾池計算一、設計參數一)設計規模1、總處理水量Qmax=*1.06=m3/d(水廠自用水量按6%設計)濾池共分爲兩組,則單組濾池處理水量應爲:Q0=/2=95400 m3/d=3975 m3/h=1.104 m3/s2、單格濾池處理水量:每組濾池分爲五格,則每格處理水量應爲:Q=95400/5=19080 m3/d=795 m3/h=0.22 m3/s(校核水量)Q=63600/5=12720 m3/d=530 m3/h=0.147 m3/s(設計水量)二)濾速設計取濾速爲:v=8.74 m/s(6萬m3/d水量時設計濾速爲5.82 m/s)三)沖洗強度氣沖:Qq=15.0L/sm2 t=。
2、6min水沖:Qs=1.94L/sm2 (氣洗階段) t=6minQs=3.8L/sm2 (氣洗階段) t=6min表洗水(原水)強度1.8L/sm2 持續沖洗二、設計計算:1、有效過濾面積:F0=Q/v=795/8.74=91m22、取反沖洗排水槽寬度爲:b=1.0m3、平面布置取濾池池長L=13.0m,池寬B=8.4m則:濾池有效過濾面積爲:F=13*8.4-13*1.4=91m2故符合要求。實際濾速爲:v=795/91=8.74m/s(校核水量濾速)v=530/91=5.82m/s(設計水量濾速)(計算中取反沖洗排水槽壁厚爲0.20m)4、反沖洗水量、氣量沖洗階段沖洗強度(L/sm2)單。
3、格濾池面積(m2)沖洗水量、氣量m3/s氣沖(氣量)15.0911.37氣沖(水量)1.940.18漂洗(水量)3.80.35表沖(水量)1.80.165、進水孔取過孔流速v=0.9m/s,則空口面積應爲:Fjk=Q/v=0.22/0.9=0.24m2取孔口尺寸爲:LxH=500x500(mm)過孔實際流速爲:v=0.22/0.25=0.88m/s6、進水渠道取進水渠道内流速爲0.48m/s,渠道寬爲2.0m,渠道内最大流量爲:Q0=1.104 m3/s,則渠道内有效水深應爲:H=1.104/0.48/2.0=1.15m取超高0.40m,則渠道斷面爲BH=2.01.55m7、V型槽V型槽槽底設。
4、表面掃洗出水孔,直徑取dv孔=0.04m,表掃孔間距150mm,每槽共計表掃孔86個,則單側V型槽出水孔總面積A表孔=(3.140.042/4)86=0.108m2進水量爲0.11m3/s時,v孔=1.02m/s表掃水量爲0.08 m3/s時,v孔=0.74m/s8、濾後水出水管(濾後水集水渠與操作間水泵吸水渠聯通管):取出水管管徑爲DN1200,則出水管内流速爲:v=Q/F=1.104/(3.140.62)=0.98m/s9、出水總管:出水總管採用鋼管,取管内最大流速爲1.4m/s,則管徑應爲D=1400mm。水泵吸水内堰頂标高爲86.8m,反沖洗水泵中心标高爲85.48m。10、濾料採用均。
5、質石英砂,有效粒徑爲0.95mm,不均勻系數K=1.21.4。砂層厚度採用1.20m;墊層採用粒徑爲4-8mm粒石,厚度爲50mm。11、每格濾池實際過濾面積爲:91m212、濾池豎向布置超高 800mm濾料上水深 1250mm濾料厚度(含墊層) 1250mm濾闆厚度 100mm配水區高度 900mm濾池總高 4300mm三、反沖洗系統計算一)氣沖:Qq=15.0L/sm2水沖:Qs=1.94L/sm2 (氣洗階段)Qs=3.8L/sm2 (氣洗階段)表洗水(原水)強度1.8L/sm2二)反沖洗水量、氣量沖洗階段沖洗強度(L/sm2)單格濾池面積(m2)沖洗水量、氣量m3/s氣沖(氣量)15.。
6、0911.37氣沖(水量)1.940.18漂洗(水量)3.80.35表沖(水量)1.80.16三)1、反沖洗水系統1)選泵反沖洗過程分爲三個階段,第一階段爲氣沖階段,先開一台羅茨鼓風機,再開一台羅茨鼓風機;第二階段氣水沖階段,停一台羅茨鼓風機,開一台水泵,此時以一台水泵供給反沖洗水;第三階段爲漂洗階段,此時風機全部關閉,開兩台水泵,以兩台水泵供給反沖洗水。因此,單台反沖洗水泵選定如下:Q=1.=635m3/h,揚程11.0m,電機功率35kW,轉速=1450r/min2)反沖洗水幹管管内最大流量爲漂洗階段,Q=0.35m3/s=350L/s取管内流速爲v=1.8m/s,得管徑爲。
7、DN5002、反沖洗氣系統1)鼓風機選型設計要求鼓風機流量爲:Q=1.37m3/s=4932 m3/h選用3台羅茨鼓風機(2用1備),每台風機風量2450m3/h、排氣壓力49kPa。2)空氣幹管取幹管管徑爲DN350,支管管徑爲DN250v支=13.8m/s,v總=14m/s。3、反沖洗排水1)取排水管管徑爲DN700,管内最大流量爲:Q=0.35+0.16+0.18=0.69m3/s=690L/sv=1.81m/s2)排水槽排水槽按一般集水槽計算。槽寬爲1.00m,槽内最大流量Q=0.51 m3/s,取槽内流速爲0.7m/s,則水深爲:h=Q/vB=0.51/0.71=0.73m考慮堰上跌。
8、水,排水槽起端深爲0.95m。排水槽底闆底面最低處高出濾闆底100mm,底闆坡度爲0.046,排水槽最低處深爲1.55m。排水槽頂端高出濾料層頂面0.5m四)1、反沖洗水管路損失1)反沖洗水管管底至排水槽頂的高差爲2.6m。2)沖洗水泵到濾池配水系統的管路水頭損失h1。反沖洗配水幹管用鋼管,管徑DN=500,管内流速v=1.8m/s,布置管長L總計70m。用海增威廉公式計算反沖洗總管的沿程水頭損失爲hf=0.57m。局部水頭損失(沖洗管配件及局部阻力系數見表)hj=v2/(2g)=9.071.82/(29.8)=1.5m配件名稱數量/個局部阻力系數大小頭(DN300-350)10.05止回閥(。
9、DN350)13.0伸縮接頭(DN350)220.21=0.42蝶閥(DN350)220.3=0.6三通(一端封堵)331.5=4.5三通550.1=0.5合計149.07反沖洗水泵到濾池配水系統的管路水頭損失h1=hf+hj=2.07m。3)濾池配水系統的水頭損失h2。氣水分配幹渠的水頭損失按氣水同時反沖洗時計算。此時,渠上部是空氣,下部是反沖洗水,按矩形暗管(非滿流,n=0.013)近似計算。此時氣水分配渠内水面高h=0.18/(0.881.0)=0.20m水力半徑=1.00.2/(20.2+1.0)=0.14m水力坡降=(nv/R2/3)2=1.810-3渠内水頭損失=1.810-313。
10、=0.023m氣水分配幹渠底部配水方孔水頭損失。配水方孔的實際總面積=2260.01=0.52m2(兩側沿程各布置26個配氣小孔和26個布水方孔,孔間距0.5m,共52個配氣小孔和52個布水方孔)。孔口按淹沒出流公式Q=0.8A,v=Q/0.8A配水方孔水頭損失=0.18/(0.80.52)2/(29.8)=0.01m反洗水經過濾頭的水頭損失。根據有關資料,反洗水經過濾頭的水頭損失0.22m。氣水同時通過濾頭時增加的水頭損失。氣水同時反沖時氣水比k=7.73。濾帽縫隙總面積與濾池過濾總面積之比爲1.25%,則長柄濾頭中的水流速度爲0.18/(1.25%91)=0.16m/s通過濾頭時增加的水頭。
11、損失爲9810k(0.01-0.01v+0.12v2)=870Pa=0.087m濾池配水系統的水頭損失h2=0.34m4)砂濾層水頭損失h3。石英砂濾料容重1爲2.65t/m3,水的容重爲1t/m3,濾料膨脹前的孔隙率m0爲0.41m,濾料層膨脹前的厚度爲1.2m。濾料層水頭損失h3=(1/-1)(1- m0)H=1.17m5)富餘水頭h4取1.5m,反沖洗水泵的最小揚程H泵=2.6+2.07+0.34+1.17+1.5=7.68m反沖洗水泵揚程11.0m滿足要求。2、反沖洗氣管路損失1)長柄濾頭的氣壓損失P濾頭。氣水同時反沖洗時反沖洗用氣量爲1.37m3/s。每格濾池濾闆78塊,每塊濾闆安裝。
12、72個長柄濾頭,共計安裝長柄濾頭數爲5616個,每格濾頭的通氣量爲0.244L/s。濾頭在該氣體流量下的壓力損失考慮3kPa。2)氣水分配渠配氣小孔的氣壓損失P氣孔。配氣孔直徑爲0.05m,共52個配氣小孔反沖洗時氣體通過配氣小孔的流速爲1.37/52/0.0020=13.2m/s。流量系數取0.6,氣水分配渠配氣小孔壓力損失P氣孔=981v2/(2g2)=2.42kPa3)配氣管道的總壓力損失P管配氣管道的局部壓力損失P1。反沖洗空氣管長度爲75m,幹管管徑爲DN350,支管管徑爲DN250v支=13.8m/s,v總=14m/s。查給水排水設計手冊第5冊表6-2,空氣管道的比摩阻爲i氣爲3.。
13、82Pa/m,空氣溫度30時濁度修正系數爲0.98.配氣管線沿程壓力損失P1=0.983.8275=280.77Pa=0.28kPa反沖洗配氣幹管用鋼管,管徑DN=350,管内流速v=14m/s。局部水頭損失(沖洗管配件及局部阻力系數見表)hj=10v2/(2g)=1013..205/(29.8)=1.68kPa配件名稱數量/個局部阻力系數大小頭(DN250-350)10.15止回閥(DN250)14.5伸縮接頭220.21=0.42閘閥(2個DN350,1個DN250)320.07+0.08=0.22三通(一端封堵)331.5=4.5三通660.1=0.690彎頭440.89=3.56合計2021.95配氣管道的總壓力損失P管=0.28+1.68=1.96kPa4)氣水沖洗室中的沖洗水壓。反洗時沖洗室水壓等於:排水槽堰上水頭(0.05m)+排水槽頂到濾闆高度(1.75m)+濾闆厚度(0.10m)+濾層水頭損失(1.17m)+濾頭損失(0.22+0.087)3.3779.81=33.13 kPa5)空氣管入口壓力P=3+2.42+1.96+33.13+4.9(富餘)=45.41kPa羅茨鼓風機出口壓力49kPa滿足要求。
《江西建材》2021年第4期
黃草根
引言
日供水規模爲8萬噸的德興第二水廠工程由上海市水利工程設計研究院設計,水廠給水工藝流程爲:水庫水→靜态混合(加礬、前加氯)→折闆反應→平流沉澱池→V型濾池(後加氯)→清水池→吸水井→二級泵房→用戶。德興第二水廠V型濾池單組尺寸L*B爲11m*8.3m,共有六組。爲瞭保證自動控制系統的實用性和可靠性,主要設備和主要儀表均選用國外進口品牌。衆所周知,在水廠的水處理工藝中,濾池對水的淨化起到瞭關鍵性作用。延長濾池濾料的使用壽命、降低生産成本、提高濾池的工作效率、確保水質達标,關健在於控制好濾池的濾速,實現恒水位運行。以往有的水廠的型濾池,雖然採用瞭自動控制,但忽略瞭對濾池恒水位控制的問題,造成瞭濾速不穩定,效率降低,濾料使用周期縮短的不良影響。怎樣結合實際情況,採用PLC控制技術對濾池進行自動化控制實現恒水位過濾,是文章探讨的重點。
系統的工作原理
PLC通過模拟量輸入模塊讀取現場數據(濾池水位4号)和數字量輸入模塊採集現場設備的開、停、故障狀态,經輸入採樣、程序執行和輸出刷新,由數字量輸出模塊或模拟量輸出模塊輸出運行指令,完成濾池恒水位過濾和反沖洗的自動控制。
2.1系統的組成
V型濾池自動化程度要求高,不僅需要較高的自控系統硬件配置,更需要較好的執行機構和信号採集等現場設備。執行機構包括閥門、鼓風機、反沖洗水泵等現場設備,其中閥門包括進水氣動閘闆閥、氣動出水調節閥、氣動排水閥、氣動水反沖洗閥、氣動氣反沖洗閥。德興第二水廠每組濾池安裝瞭進口超聲波液位計,濾池氣動閥門的氣動執行機構均採用德國費斯托(FESTO)産品,空氣壓縮機選用阿特拉斯GA11(控制智能化),幹燥機是冷凍式幹燥機,氣路系統採用多級汽水分離器,鼓風機採用高效能三葉羅茨風機,子站採用施耐德Modicon Premium PLC。選用先進的設備,是爲瞭滿足自動化控制系統的硬件的可靠需要,是保證各項設備的有效聯動,確保濾池的正常運行。
2.2系統的硬件配置
(1)工控機(IPC)。工程中選用DELL戴爾系列工業控制計算機作爲上位機,以保證系統的可靠性以及對環境的适應性。
(2)可編程序控制器(PLC)。工程中選擇施耐德TSXPM PLC作爲下位機,作爲系統的控制核心,其特點是體積小、功能強、可擴展性好,有多種專用功能模塊,可滿足不同特殊場合的需要,具有較高的性價比。
2.3系統的主要特點
(1)集中管理。上位機監控站具有豐富的圖形顯示、參數設置、報表處理、報警管理、打印輸出等功能。
(2)可靠性高、技術先進。主要部件採用法國Schneider産品,處理信息響應快,且較穩定,PLC等硬件使用壽命較長。
(3)操作方便。現場控制箱及PLC櫃的安裝位置、操作面闆等均緊密結合工藝特點,一體化設計,操作十分簡便。反沖洗周期、反沖洗過程中各步驟的時間均可通過程序設定,滿足工藝及實際要求。整套設備既可以全自動運行,也可以針對某台設備或某個閥門在現場控制箱進行手動控制,還可以在觸摸屏界面進行控制。上位機監控站人機界面友好,全中文顯示,操作簡便。
2.4控制程序設計與參數設定
該水廠有6組濾池,並聯運行。濾池控制分爲正常運行控制和反沖洗運行控制兩個部分,文章主要講述的PID恒水位過濾。
濾池水位的變化是受進水量的變化、待濾水濁度等因素影響的。濾池恒水位的過濾要求是保證待濾水流量與濾後水流量基本恒定,因此轉化爲各個濾格的水位保持恒定。用PID閉環控制可以根據水位的變化實時控制出水閥的開度,把所有影響水量變化的條件轉化爲對濾格水位的控制。濾格水位的控制是一個典型的PID閉環控制系統,控制過程是:具有參數可調的PID方程根據設置值和過程變量輸入之間的誤差,經運算後把輸出信号傳送給輸出附加處理程序,再輸出給控制閥,對整個過程進行控制。即實現水位比設定水位的值越大,輸出的的開度就越大。開度增大的數值是由一定的累計時間内水位上升速度及實際水位和設定水位的差值共同決定的,表現爲進水流速越快,出水閥開度越大,反之亦然。
其中e(t)=PV-SP,Kp爲比例參數,1/Ti爲積分參數,Td微分參數。
由於被控對象(出水調節閥)採用的是蝶閥,蝶閥的開啓度與蝶閥的流量成線性關系,故增加瞭恒水位調節的難度,那麽怎麽設置PID數保證濾池恒水位過濾是工程需要解決的一大難點問題。
根據工藝要求,在現場對PID系統進行參數設置。PID調節系統中,PID參數整定尤爲重要。在參數設定中考慮到工程中的液位信号滞後不大,在實際調試中加入微分環節,系統出現瞭震蕩,出水調節閥出現頻繁動作,因此對水位的調節最終選擇採用瞭PI調節,即Td=0。根據經驗首先是預選擇一個阻夠短的採樣周期(Ti),讓系統工作,即確定PID參數中的I(1/Ti)。其次隻加入比例控制環節,經過對系統進行多次調試,最終確定瞭Kp=80%,I=0.2。系統投入運行後其響應較快,運行穩定,誤差較小,濾池液位基本維持在1.2m,誤差範圍在5cm以内,實現瞭濾池的恒水位控制,且濾後水濁度保持在0.7NTU以下,滿足工藝需求。
結束語
德興第二水廠的V型濾池自投入運行以來效果良好,系統的控制可靠準確、操作方便靈活,極大的降低瞭操作人員的勞動強度,實現瞭型濾池有效的恒水位自動化控制。實踐證明,V型濾池採用自動化恒水位控制在供水工藝的應用,既能保證供水水質,又能節約生産成本、提供生産效率。
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